Assunto da discussão: Robô de controle remoto e suas características
- O que é um robô de controle remoto?
- Teleoperação
- Tipos de robô de controle remoto
- Quais são os componentes críticos de um robô de controle remoto?
- Como podemos construir um robô de controle remoto?
- Quais são as tecnologias utilizadas no robô de controle remoto?
- Quais são os aplicações de um robô de controle remoto?
- Os robôs de controle remoto são diferentes dos sistemas autônomos?
O que é um robô de controle remoto?
Teleoperação
Todos nós nos lembramos de brincar com o carro com controle remoto quando éramos pequenos e correr com nossos amigos. Esses controles e curvas acentuados tornaram nossa infância incrível. Bem, prepare-se para saber que foi o primeiro robô de controle remoto que tivemos em mãos. Agora, é a hora de colocar nossas tampas de pensamento e entender o brilho de uma mente de engenheiro que desenvolveu o conceito de um robô controlado remotamente. Em palavras simples, pode ser definido da seguinte forma:
Um robô de controle remoto se enquadra na categoria de robôs semi-autônomos por meio do controle humano e da máquina compartilhado. O principal modo de interação é a teleoperação, que acontece por meio de um sistema transmissor e receptor diretamente na natureza. Os seres humanos controlam a máquina enviando sinais que são transmitidos por um controle remoto.
Tipos de robô de controle remoto
As duas classificações gerais de um robô controlado remotamente são baseadas na utilização de sistemas com e sem fio:
Robô de controle remoto com fio:
O corpo do robô é conectado ao controle remoto de operação com fios ou cabos. Este é o conceito de tethering que permite mobilidade mínima no robô; portanto, geralmente é usado em um sistema estacionário. Mas os cabos representam vários problemas no campo da aplicação do robô móvel porque os fios podem facilmente bloquear o movimento do robô e se tornar um obstáculo em seu caminho de operação.
Robô de controle remoto sem fio:
A ausência de amarração do corpo do robô ao controlador permite mobilidade ilimitada e é uma escolha mais popular para pesquisas avançadas atualmente.
Existe outro tipo de robôs controlados remotamente que são assistidos pelo operador de forma calculada. Nesses tipos, os níveis de dificuldade das tarefas são bastante extensos e variáveis. Embora a forma como o robô realiza as tarefas e obtém os resultados dependa inteiramente do robô e o operador não esteja envolvido de nenhuma maneira.
Quais são os componentes críticos de um robô de controle remoto?
Os componentes cruciais dos quais o robô é feito são:
Corpo | quadro, Armação:
A estrutura da carroceria do robô é o chassi que atua como base. Leva a carga de todo o sistema e determina a manipulação e o movimento de suas diferentes partes. A forma e o tamanho da estrutura do corpo dependendo da função que queremos que o robô executar. Em outras palavras, a estrutura do corpo é a estrutura ou o esqueleto do robô e geralmente não está sujeita à estética.
Sistema de Controle:
O sistema de controle de um robô é o que o sistema nervoso central é para um ser humano, e todos os aspectos do robô são controlados e coordenados por ele. Os sensores são responsáveis pela geração do sinal de feedback com base nos arredores do robô ou nos ambientes do robô, direcionados à Unidade Central de Processamento (CPU) para posterior processamento e tomada de decisão de acordo com o programa. Isso pode exigir a ajuda de uma variedade de entradas, instruções ou comandos manuais.
Esses sensores são montados em um componente eletrônico chamado microcontrolador.
Um microcontrolador é um dispositivo de computação eletrônico capaz de executar um programa por meio de uma série de instruções fornecidas a ele por um computador. É frequentemente mencionado como o "O cérebro do robô" ou "O centro de controle do robô" e responsável por todos os cálculos complexos, tomadas de decisões e comunicações de sinais, etc..
Vamos construir um robô controlado remotamente para quebrar os componentes críticos em sistemas eletromecânicos e entender sua função em detalhes por meio de um processo passo a passo.
Decida o propósito de construir o robô:
O robô para iniciantes pode ser construído para entretenimento ou como parte do projeto da escola ou para segurança fora de casa.
Decida o tipo de sistema de controle que deseja usar para o robô:
Aqui, estaremos nos concentrando no conceito de robô controlado remotamente porque é isso que estamos tentando entender.
Decida o Atuador:
Para isso, primeiro devemos aprender o que é um atuador? Portanto, o atuador é um dispositivo que utiliza energia para convertê-lo em algum movimento físico.
Existem basicamente dois tipos de atuador - para um robô com rodas atuadores rotativos e atuadores lineares .
Microcontrolador de integração:
Conforme descrito anteriormente, um microcontrolador é referido como o "cérebro" ou "centro de controle" em um robô. E é responsável por todos os cálculos, tomadas de decisão e comunicações. Vamos entender o funcionamento de um microcontrolador em uma seção diferente.
Escolha do controlador do motor:
Um controlador de motor é um instrumento eletromecânico que atua como um intermediário entre o microcontrolador, uma fonte de alimentação e o motor. Vários tipos de controladores de motor são usados atualmente.
1. Motor DC escovado.
2. Motor DC sem escova.
3. Servomotores Os controladores são usados para fins de hobby.
4. Motor de passo.
Instalando o dispositivo de controle:
Os tipos significativos de dispositivos de controle para o funcionamento sem fio de um robô controlado remotamente são:
1. Infravermelho- Eles utilizam luz para funcionar e requerem uma linha de visão desobstruída para operar o dispositivo. Os espelhos também podem refletir esse sinal. Ele usa extensores quando sujeito à indisponibilidade de uma linha de visão desimpedida.
2. Frequência de rádio- Normalmente chamado de módulo RF, este dispositivo utiliza sinais de rádio para operar um robô à distância.
3. Bluetooth- É sem fio e usa ondas de rádio UHF para comunicação e operação.
4. Wi-Fi- Este também é um protocolo de rede sem fio que usa as bandas de rádio ISM UHF de 2.4 gigahertz (120 mm) e cinco gigahertz (60 mm) SHF ISM para transmissão de dados e acesso à Internet.
Aplicando sensor:
Qual é a necessidade de um sensor para um robô? Ao contrário dos seres humanos, os robôs são sensíveis ao ambiente circundante além da visão, som, toque, cheiro e paladar e, para isso, vários sensores devem ser utilizados. Os pesquisadores têm alternativas aos sentidos biológicos porque imitar os sentidos de uma criatura biológica é uma tarefa difícil.
Obtendo as ferramentas certas:
Um robô precisa de uma capa externa rígida para proteger seu hardware, sujeito a vários tamanhos e funcionalidades. As ferramentas corretas nem sempre estão disponíveis. Os componentes podem ser fundidos do zero com designs mais simples, ou é possível encontrar alguns kits completos de robótica no mercado.
Montando um robô:
Com todos os componentes em mãos, o robô está pronto para a montagem. Tutoriais online estão disponíveis para referência aos procedimentos corretos. Deve-se ter extremo cuidado ao conectar o controlador do motor ao microcontrolador. No entanto, qualquer etapa errada pode danificar a placa de desenvolvimento e será necessário substituir todos os componentes por novos.
Programando um robô:
Esta é uma das últimas, mas muito importantes etapas envolvidas no processo de construção de um robô, uma vez que a operação de controle principal foi realizada de acordo com esta programação. Metade do trabalho é feito com a escolha das ferramentas e componentes eletromecânicos corretos para o robô. Sem programação, no entanto, o robô é inútil porque será apenas um modelo estático. As linguagens de programação mais comumente usadas em robótica são C ++, JAVA, Python, Basic etc.
Quais são as tecnologias usadas em robôs de controle remoto?
Antigamente, as televisões não possuíam controles remotos. Diferentes knobs e botões acoplados à TV têm diferentes funções. Todos nós podemos relacionar o botão liga / desliga do sistema de pressão e um botão giratório para operação de volume. Nada hoje pode ser mais tedioso do que isso, graças ao desenvolvimento dos controles remotos.
Um do popular cientista Nikola Tesla, foi a primeira pessoa a inventar o controle remoto sem fio no ano de 1898, com o avanço da tecnologia, o dispositivo baseado em controle remoto pode controlar quase controlando nossa vida cotidiana na era atual.
Tecnologia Diferente de Robô de Controle Remoto
Os controles remotos hoje são baseados principalmente nestas tecnologias subjacentes:
Tecnologia infravermelha
Um dos mecanismos de controle mais comumente usados em robótica é a tecnologia de infravermelho ou tecnologia IR. Um remoto IR é às vezes conhecido como transmissor IR e utiliza luz infravermelha para enviar sinal ao receptor embutido no robô e isso corresponde a um código binário específico responsável por comandos como ”volumeup”, etc. O receptor é responsável para decodificar os pulsos infravermelhos de luz em códigos binários para entender o comando e executar o devido curso de ação.
Tecnologia de radiofrequência
Estes utilizam as ondas de rádio para a transmissão do código via transmissor RF. Satélites contemporâneos de TV com este tipo de tecnologia de controle remoto. Com este controle remoto, os robôs podem ser facilmente controlados de uma distância distante capaz de controlar além do alcance de 100 metros.
Tecnologia de reconhecimento de fala
O mais complexo de implementar, mas é um recurso essencial para aumentar a interação com os robôs, é o reconhecimento de voz. O objetivo corresponde à análise de uma frase falada em um microfone para ser transcrita para a forma escrita para posterior utilização. Várias APIs estão disponíveis para essa finalidade. O ”Módulo Say It” está entre os mais populares que podem utilizar a tecnologia de reconhecimento de voz.
Tecnologia de som
Embora reflita semelhança com a tecnologia de reconhecimento de voz, eles ainda são muito diferentes. Ele se concentra mais na frequência dos sons gerados, enquanto o primeiro é responsável por sua acústica e os sons gerados por humanos podem ser usados para serem programados para acionar diferentes aplicações.
Tecnologia de rede
Como o nome sugere, ele usa diferentes redes de transmissão para o funcionamento do controle remoto. Ele pode ser com fio ou o controle remoto pode ser conectado a uma Ethernet ou sem fio, como WiFi, Bluetooth móvel ou ponto de acesso, etc.
Quais são as aplicações do robô de controle remoto?
- As sondas espaciais colocadas no sistema solar geralmente empregam robôs sofisticados com controle remoto.
- robôs de controle remoto nos capacitam a realizar missões complexas com exatidão e precisão.
- Estes são integrados de forma destacada em operações militares e de combate.
- Estes são empregados em diferentes tipos de medidas de segurança.
- Eles são muito úteis em atmosferas perigosas, como exploração do mar profundo, pesquisa espacial, etc.
Os robôs de controle remoto são diferentes dos sistemas autônomos?
Os robôs de controle remoto são robôs automáticos que requerem intervenção humana por meio de um sistema transmissor e receptor, para que executem a função desejada. É altamente dependente dos comandos do mestre, ser humano neste caso, por meio de um sistema com ou sem fio.
Os sistemas autônomos, por outro lado, requerem a mínima intervenção humana possível. Pode ser limitado apenas a ligá-lo e desligá-lo conforme desejável. Portanto, podemos dizer que os robôs controlados remotamente são semi-sutônomos, mas o robô totalmente autônomo ainda é uma ideia rebuscada para essa ideia.
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Leia também:
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Tenho formação em Engenharia Aeroespacial, atualmente trabalhando na aplicação da Robótica na Indústria de Defesa e na Ciência Espacial. Sou um aprendiz contínuo e minha paixão pelas artes criativas me mantém inclinado a projetar novos conceitos de engenharia.
Com os robôs substituindo quase todas as ações humanas no futuro, gosto de trazer aos meus leitores os aspectos fundamentais do assunto de uma forma fácil, mas informativa. Também gosto de me manter atualizado com os avanços da indústria aeroespacial simultaneamente.